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细胞破碎技术

课本26-34页

♦请同学们看书后讨论问题，抢答。

♦1、问什么要进行细胞破碎技术？哪种细胞最容易

破碎？哪种细胞最难破碎？

♦2、细胞破碎的方法分为哪两大类？每一类又有几

种方法？

♦3、哪些方法适合大规模生产使用？哪些方法适合

实验室等小规模？

♦4、请说明高压匀浆法和珠磨法的原理？

生物分离的第一步是将生物机体从发酵液中分离，通常使用过

滤和离心等方法，大多数情况下，抗生素，胞外酶，一些多糖，

及氨基酸等目标产物存在于在发酵液中。在上述过程中，需被

分离的发酵液可被看作一种副产物来处理，以此分离和纯化产

物。

有些目标产物不在发酵液中，而是存在于生物体中。尤其是由

基因工程菌产生的大多数蛋白质不会被分泌到发酵液中，而是

在细胞内沉积。脂类物质和一些抗生素也是包含在生物体中。

还有一些目标产物就是细胞本身，如面包酵母。还有，产物如

类固醇不必通过细胞破碎提取。大多数情况下，产物还是包裹

在生物体内，属胞内产物。

胞内产物释放出来一般需要破碎细胞壁，细胞

破碎的方法在生物化学领域中得到了很广泛的运用，

划分为两大类，非机械法和机械法。

非机械法

细胞破碎的难易决定于其类型，红血球细胞

容易溶破，动物细胞只有当其组织被机械切碎或

匀浆后才易溶破。植物细胞很难溶破，因为植物

细胞中含有大量的木质成分，通过渗透流很难渗

透。

非机械破碎法

♦酶溶法：

♦外加酶法和自溶法

♦常用的化学试剂：

♦表面活性物质

♦EDTA螯合剂

♦有机溶剂

♦变性剂

机械破碎

机械法主要有匀浆法和研磨法。这两种方法

中，细胞通过高的机械剪切力被破坏。热量的产

生是该法的一个缺点，而且不容易规模放大。

JJ-2组织捣碎匀浆机

2.Ultrasonication超声波

超声波破碎仪

高压均质器

ZM系列卧式密闭珠(砂)磨机

X-press法

♦将浓缩的菌体悬浮液冷却至-25℃形成冰晶体，利

用500MPa以上的高压冲击，使冷冻细胞从高压阀

小孔中挤出。细胞破碎是由于冰晶体的磨损，使

包埋在冰中的微生物变形而引起的。

♦此法主要用于实验室，适应范围广、破碎率高、

细胞碎片粉碎程度低及活性保留率高等优点，但

不适应于对冷冻敏感的生化物质。

细胞化学破碎法

方法技术原理效果成本举例

非机械法渗透冲击渗透压破坏细胞温和便宜血红细胞的

破坏

酶消化法细胞壁被消化，温和昂贵

使细胞破碎

增溶法表面活性剂溶解温和适中胆盐作用于

细胞壁大肠杆菌

脂溶法有机溶剂溶解细适中便宜甲苯破碎酵

胞壁并使之失稳母细胞

碱处理法碱的皂化作用使剧烈便宜

细胞壁融解

细胞物理破碎法

方法技术原理效果成本举例

机械匀浆法（片型）细胞被搅拌器适中适中动物组织及

法劈碎